科技日报北京1月25日电（记者刘霞）美国国家标准与技术研究院科学家利用一种巨大的里德伯原子，研制出新型量子温度计。通过监测这些巨大原子与环境中热量之间的相互作用，他们获得了非常精确的温度测量结果。相关论文发表于最新一期《物理评论研究》杂志。
这是使用里德伯原子测量温度的实验室装置，其中发光的红色球体为该装置中使用的大约100万个铷原子组成的云团。图片来源：美国国家标准与技术研究院
高激发原子是一个价电子被激发到高量子态（主量子数n很大）的原子，也被称为里德伯原子。为制造精确的温度计，研究团队在真空室中充入铷原子气体，随后使用激光和磁场将其捕获并冷却到接近绝对零度。然后，他们再使用激光，让原子最外层的电子跃升至非常高的能量轨道，得到的里德伯原子比普通铷原子大1000倍。
里德伯原子最外层电子远离原子核，使其对电场和外部干扰更敏感。这些影响包括黑体辐射，即周围物体发出的热量。黑体辐射会导致里德伯原子内的电子跃迁到更高的能量轨道。由于温度升高会增加环境黑体辐射数量以及电子跃迁速率，通过跟踪这些随时间变化的能量跃迁就可以测量温度。
这种方法可以检测到最微小的温度变化，且无需接触被测物体即可测量，测量范围为0至100摄氏度。这一突破有望提升原子钟精度，因为原子钟对温度变化非常敏感，微小的温度变化都会导致误差。
与传统温度计不同，新研制的温度计基于量子物理学的基本原理，不需要像其他温度计那样进行常规校准，即可提供精确的符合国际标准的测量结果。除应用于精密科学领域，新型温度计还可以在航天器、先进制造厂内大显身手。
大学校门要全面敞开吗？开放程度如何把握？ 近日，北京大学李植副教授发表文章《从今天与保安比赛跑步说起——北京大学的门卫 2023年，对中国高等教育而言，是内外激荡的一年。 ChatGPT的横空出世让高等教育界猝不及防；疫情的结束使得公众对校园 近日发表于《睡眠医学》的一项研究表明，“夜猫子”动脉钙化的概率几乎是“早起鸟”的两倍。在心血管疾病的早期阶段， 编者按 世界在变，变化中不断积蓄着突破的力量。局势纵横看似山重水复，历史规律昭示未来终将柳暗花明。2023年与我们挥 文 | 《中国科学报》记者 张双虎 1月19日，“国家工程师奖”表彰大会在人民大会堂举行，81名个人被授予“国家卓越工程师” 关于发布《中国博士后科学基金资助指南（2024年度）》的通知 中博基字〔2024〕2号 各省、自治区、直辖市及新疆生产 。本文链接：巨型里德伯原子“化身”量子温度计http://www.sushuapos.com/show-11-16814-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： DNA纳米机器人可改造人造细胞